diff --git a/documents/GeoTopo/GeoTopo.pdf b/documents/GeoTopo/GeoTopo.pdf index b592aa6..7eefc69 100644 Binary files a/documents/GeoTopo/GeoTopo.pdf and b/documents/GeoTopo/GeoTopo.pdf differ diff --git a/documents/GeoTopo/Kapitel1.tex b/documents/GeoTopo/Kapitel1.tex index 19fe112..13a43bc 100644 --- a/documents/GeoTopo/Kapitel1.tex +++ b/documents/GeoTopo/Kapitel1.tex @@ -62,16 +62,16 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind. \begin{definition}% Sei $(X, \fT)$ ein topologischer Raum und $M \subseteq X$ eine Teilmenge. - \begin{enumerate}[label=\alph*)] + \begin{defenum} \item $\displaystyle M^\circ := \Set{x \in M | M \text{ ist Umgebung von } x} = \bigcup_{\overset{U \subseteq M} {U \in \fT}} U $ heißt \textbf{Inneres} oder \textbf{ offener Kern} von $M$. \xindex{Inneres} \xindex{Kern!offener} \item $\displaystyle \overline{M} := \bigcap_{\mathclap{\overset{M \subseteq A}{A \text{ abgeschlossen}}}} A$ heißt \textbf{abgeschlossene Hülle} oder \textbf{Abschluss} von $M$. \xindex{Abschluss} \item $\partial M := \overline{M} \setminus M^\circ$ heißt \textbf{Rand} von $M$. \xindex{Rand} \item $M$ heißt \textbf{dicht} in $X$, wenn $\overline{M} = X$ ist. \xindex{dicht} - \end{enumerate} + \end{defenum} \end{definition} \begin{beispiel} - \begin{enumerate}[label=\arabic*)] + \begin{bspenum} \item Sei $X = \mdr$ mit euklidischer Topologie und $M = \mdq$. Dann gilt: $\overline{M} = \mdr$ und $M^\circ = \emptyset$ @@ -79,19 +79,19 @@ Auch gibt es Mengen, die sowohl abgeschlossen als auch offen sind. $\overline{M} = [a,b]$ \item Sei $X = \mdr, \fT = \fT_Z$ und $M = (a,b)$. Dann gilt: $\overline{M} = \mdr$ - \end{enumerate} + \end{bspenum} \end{beispiel} \begin{definition}\xindex{Basis}\xindex{Subbasis}% Sei $(X, \fT)$ ein topologischer Raum. - \begin{enumerate}[label=\alph*)] + \begin{defenum} \item $\fB \subseteq \fT$ heißt \textbf{Basis} der Topologie $\fT$, wenn jedes $U \in \fT$ Vereinigung von Elementen aus $\fB$ ist. \item $\calS \subseteq \fT$ heißt \textbf{Subbasis} der Topologie $\fT$, wenn jedes $U \in \fT$ Vereinigung von endlichen Durchschnitten von Elementen aus $\calS$ ist. - \end{enumerate} + \end{defenum} \end{definition} \begin{beispiel} @@ -153,14 +153,14 @@ Die Teilraumtopologie wird auch \textit{Spurtopologie} oder \end{figure} \begin{beispiel}[Produkttopologien] - \begin{enumerate}[label=\arabic*)] + \begin{bspenum} \item $X_1 = X_2 = \mdr$ mit euklidischer Topologie.\\ $\Rightarrow$ Die Produkttopologie auf $\mdr \times \mdr = \mdr^2$ stimmt mit der euklidischen Topologie auf $\mdr^2$ überein. \item $X_1 = X_2 = \mdr$ mit Zariski-Topologie. $\fT$ Produkttopologie auf $\mdr^2$: $U_1 \times U_2$\\ (Siehe \cref{fig:zariski-topologie}) - \end{enumerate} + \end{bspenum} \begin{figure}[htp] \centering @@ -297,10 +297,10 @@ Die Teilraumtopologie wird auch \textit{Spurtopologie} oder \begin{bemerkung}[Eigenschaften von Hausdorff-Räumen] Seien $X, X_1, X_2$ Hausdorff-Räume. - \begin{enumerate}[label=\alph*)] + \begin{bemenum} \item Jeder Teilraum von $X$ ist hausdorffsch. \item $X_1 \times X_2$ ist hausdorffsch. - \end{enumerate} + \end{bemenum} \begin{figure}[htp] \centering \input{figures/topology-metric-hausdorff} @@ -392,7 +392,7 @@ Die Teilraumtopologie wird auch \textit{Spurtopologie} oder \end{bemerkung} \begin{beispiel}[Stetige Abbildungen und Homöomorphismen] - \begin{enumerate}[label=\arabic*)] + \begin{bspenum} \item Für jeden topologischen Raum $X$ gilt: $\id_X : X \rightarrow X$ ist Homöomorphismus. \item Ist $Y$ trivialer topologischer Raum, d.~h. $\fT = \fT_\text{triv}$, @@ -410,7 +410,7 @@ Die Teilraumtopologie wird auch \textit{Spurtopologie} oder \end{figure} Die Umkehrabbildung $g$ ist nicht stetig, da $g^{-1}(U)$ nicht offen ist (vgl. \cref{fig:nicht-stetige-umkehrabbildung}). - \end{enumerate} + \end{bspenum} \end{beispiel} \begin{bemerkung}[Verkettungen stetiger Abbildungen sind stetig] @@ -436,7 +436,7 @@ Die Teilraumtopologie wird auch \textit{Spurtopologie} oder \end{beweis} \begin{bemerkung} - \begin{enumerate}[label=\alph*)] + \begin{bemenum} \item \xindex{Homöomorphismengruppe}Für jeden topologischen Raum ist \[\Homoo(X) := \Set{f: X \rightarrow X | f \text{ ist Homöomorphismus}}\] eine Gruppe. @@ -445,7 +445,7 @@ Die Teilraumtopologie wird auch \textit{Spurtopologie} oder \item \xindex{Isometriegruppe}$\Iso(X) := \Set{f:X \rightarrow X | f \text{ ist Isometrie}}$ ist eine Untergruppe von $\Homoo(X)$ für jeden metrischen Raum $X$. - \end{enumerate} + \end{bemenum} \end{bemerkung} \begin{bemerkung}[Projektionen sind stetig] @@ -540,7 +540,7 @@ sodass $\pi$ stetig wird. %\end{beispiel} \begin{beispiel}[Zusammenhang von Räumen] - \begin{enumerate}[label=\arabic*)] + \begin{bspenum} \item $\mdr^n$ ist mit der euklidischen Topologie zusammenhängend, denn: @@ -561,7 +561,7 @@ sodass $\pi$ stetig wird. \item $\Set{x}$ ist zusammenhängend für jedes $x \in X$, wobei $X$ ein topologischer Raum ist. \item $\mdr$ mit Zariski-Topologie ist zusammenhängend.\xindex{Topologie!Zariski} - \end{enumerate} + \end{bspenum} \end{beispiel} \begin{bemerkung}\label{zusammenhangAbschluss} @@ -615,12 +615,12 @@ sodass $\pi$ stetig wird. \begin{bemerkung} Sei $X$ ein topologischer Raum. Dann gilt: - \begin{enumerate}[label=\alph*)] + \begin{bemenum} \item $Z(X)$ ist die größte zusammenhängende Teilmenge von $X$, die $x$ enthält. \item $Z(X)$ ist abgeschlossen. \item $X$ ist disjunkte Vereinigung von Zusammenhangskomponenten. - \end{enumerate} + \end{bemenum} \end{bemerkung} \begin{beweis}\leavevmode @@ -680,7 +680,8 @@ sodass $\pi$ stetig wird. %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \begin{bemerkung}\label{abgeschlossen01IstKompakt} - $I = [0, 1]$ ist kompakt bezüglich der euklidischen Topologie. + Das Einheitsintervall $I := [0,1]$ ist kompakt bezüglich der + euklidischen Topologie. \end{bemerkung} \begin{beweis} @@ -714,13 +715,13 @@ $\qed$ \end{beweis} \begin{beispiel}[Kompakte Räume] - \begin{enumerate}[label=\arabic*)] + \begin{bspenum} \item $\mdr$ ist nicht kompakt. \item $(0,1)$ ist nicht kompakt.\\ $U_n = (\nicefrac{1}{n}, 1-\nicefrac{1}{n}) \Rightarrow \bigcup_{n \in \mdn} U_n = (0,1)$ \item $\mdr$ mit der Zariski-Topologie ist kompakt und jede Teilmenge von $\mdr$ ist es auch.\xindex{Topologie!Zariski} - \end{enumerate} + \end{bspenum} \end{beispiel} \begin{bemerkung}\label{abgeschlossenInKomaktIstKompakt} @@ -856,12 +857,12 @@ $\qed$ \section{Wege und Knoten}\index{Knoten|(} \begin{definition}\xindex{Weg}\xindex{Weg!geschlossener}\xindex{Weg!einfacher}% Sei $X$ ein topologischer Raum. - \begin{enumerate}[label=\alph*)] + \begin{defenum} \item Ein \textbf{Weg} in $X$ ist eine stetige Abbildung $\gamma:[0,1] \rightarrow X$. \item $\gamma$ heißt \textbf{geschlossen}, wenn $\gamma(1) = \gamma(0)$ gilt. \item $\gamma$ heißt \textbf{einfach}, wenn $\gamma|_{[0,1)}$ injektiv ist. - \end{enumerate} + \end{defenum} \end{definition} \begin{beispiel} @@ -879,14 +880,14 @@ $\qed$ \begin{bemerkung}\label{kor:wegzusammehang-impliziert-zusammenhang} Sei $X$ ein topologischer Raum. - \begin{enumerate}[label=(\roman*)] + \begin{bemenum} \item $X$ ist wegzusammenhängend $\Rightarrow X$ ist zusammenhängend \item $X$ ist wegzusammenhängend $\not\Leftarrow X$ ist zusammenhängend - \end{enumerate} + \end{bemenum} \end{bemerkung} \begin{beweis}\leavevmode - \begin{enumerate}[label=(\roman*)] + \begin{enumerate}[label=\alph*)] \item Sei $X$ ein wegzusammenhängender topologischer Raum, $A_1, A_2$ nichtleere, disjunkte, abgeschlossene Teilmengen von $X$ mit $A_1 \cup A_2 = X$. Sei $x \in A_1, y \in A_2, \gamma:[0,1] \rightarrow X$ @@ -944,7 +945,7 @@ $\qed$ \begin{definition}\xindex{Jordankurve}\xindex{Jordankurve!geschlossene}% Sei $X$ ein topologischer Raum. Eine (geschlossene) \textbf{Jordankurve} in $X$ ist ein Homöomorphismus - $\gamma: [0, 1] \rightarrow C \subseteq X$ + $\gamma: [0,1] \rightarrow C \subseteq X$ ($\gamma: S^1 \rightarrow C \subseteq X$) \end{definition} diff --git a/documents/GeoTopo/Kapitel3.tex b/documents/GeoTopo/Kapitel3.tex index c7b85a3..7df2828 100644 --- a/documents/GeoTopo/Kapitel3.tex +++ b/documents/GeoTopo/Kapitel3.tex @@ -20,13 +20,13 @@ \begin{definition}% Sei $X$ ein topologischer Raum, $a, b \in X$, - $\gamma_1, \gamma_2: [0,1] \rightarrow X$ Wege von $a$ nach $b$, + $\gamma_1, \gamma_2: I \rightarrow X$ Wege von $a$ nach $b$, d.~h. $\gamma_1(0) = \gamma_2(0) = a$, $\gamma_1(1) = \gamma_2(1) = b$ $\gamma_1$ und $\gamma_2$ heißen \textbf{homotop}\xindex{Weg!homotope}, wenn es eine stetige Abbildung $H : I \times I \rightarrow X$ mit \begin{align*} - H(t,0) &= \gamma_1(t)\;\forall t \in [0,1] =: I\\ + H(t,0) &= \gamma_1(t)\;\forall t \in I\\ H(t,1) &= \gamma_2(t)\;\forall t \in I \end{align*} und $H(0,s) = a$ und $H(1,s) = b$ für alle $s \in I$ gibt. @@ -54,8 +54,8 @@ \end{beweis} \begin{bemerkung} - \enquote{Homotop} ist eine Äquivalenzrelation auf der Menge aller - Wege in $X$ von $a$ nach $b$. + Durch Homotopie wird eine Äquivalenzrelation auf der Menge aller + Wege in $X$ von $a$ nach $b$ definiert. \end{bemerkung} \begin{beweis}\leavevmode @@ -234,7 +234,7 @@ Für einen Weg $\gamma$ sei $[\gamma]$ seine \textbf{Homotopieklasse}\xindex{Hom \item Assoziativität folgt aus \cref{kor:assoziativitaet-von-zusammensetzen-von-wegen} \item Neutrales Element $e = [\gamma_0], \gamma_0(t) = x \;\;\; \forall t \in I$. $e * [\gamma] = [\gamma] = [\gamma] * e$, da $\gamma_0 * \gamma \sim \gamma$ - \item Inverses Element $[\gamma]^{-1} = [\overline{\gamma}] = [\gamma(1-t)]$, + \item \xindex{Weg!inverser} Inverses Element $[\gamma]^{-1} = [\overline{\gamma}] = [\gamma(1-t)]$, denn $\overline{\gamma} * \gamma \sim \gamma_0 \sim \gamma * \overline{\gamma}$ \end{enumerate} \end{beweis} @@ -348,10 +348,10 @@ Wenn $\pi_1(X,x) = \Set{e}$ für ein $x \in X$ gilt, dann wegen \begin{bspenum} \item $f:S^1 \hookrightarrow \mdr^2$ ist injektiv, aber $f_*:\pi_1(S^1, 1) \cong \mdz \rightarrow \pi_1(\mdr^2, 1) = \Set{e}$ - ist nicht injektiv + ist nicht injektiv. \item $f: \mdr \rightarrow S^1, t \mapsto (\cos 2 \pi t, \sin 2 \pi t)$ ist surjektiv, aber $f_*: \pi_1(\mdr, 0) = \Set{e} \rightarrow \pi_1(S^2, 1) \cong \mdz$ - ist nicht surjektiv + ist nicht surjektiv. \end{bspenum} \end{beispiel} @@ -708,7 +708,7 @@ $p|V_j: V_j \rightarrow U$ Homöomorphismus. Sei $H: I \times I \rightarrow X$ Homotopie zwischen $\gamma_1$ und $\gamma_2$. - Für $s \in [0,1]$ sei $\gamma_s: I \rightarrow X$, $t \mapsto H(t,s)$. + Für $s \in I$ sei $\gamma_s: I \rightarrow X$, $t \mapsto H(t,s)$. Sei $\tilde{\gamma_s}$ Lift von $\gamma_s$ mit $\tilde{\gamma_s}(0) = \tilde{a}$ diff --git a/documents/GeoTopo/Richtlinien/Readme.md b/documents/GeoTopo/Richtlinien/Readme.md index 1f5a1ca..f78f128 100644 --- a/documents/GeoTopo/Richtlinien/Readme.md +++ b/documents/GeoTopo/Richtlinien/Readme.md @@ -13,3 +13,4 @@ Konventionen * Für das Innere einer Menge wurde $M^\circ$ anstelle von $\overset{\circ}{M}$ verwendet, da es so besser in eine Zeile passt und meiner Meinung nach einfacher zu lesen ist. * Zahlen werden als Zahlen geschrieben (also: "4 Zusammenhangskomponenten" und nicht "vier Zusammenhangskomponenten") +* Die benutzten Symbole sollten ISO 80000-2 entsprechen. diff --git a/documents/GeoTopo/Symbolverzeichnis.tex b/documents/GeoTopo/Symbolverzeichnis.tex index a00d213..2e20860 100644 --- a/documents/GeoTopo/Symbolverzeichnis.tex +++ b/documents/GeoTopo/Symbolverzeichnis.tex @@ -65,6 +65,7 @@ $\Delta^k\;\;\;$ Standard-Simplex\\ $X \# Y\;\;\;$ Verklebung von $X$ und $Y$\\ $\gamma_1 * \gamma_2\;\;\;$ Zusammenhängen von Wegen\\ $\gamma_1 \sim \gamma_2\;\;\;$ Homotopie von Wegen\\ +$\overline{\gamma}(x) = \gamma(1-x)\;\;\;$ Inverser Weg $d_n\;\;\;$ Lineare Abbildung aus \cref{kor:9.11}\\ $A \cong B\;\;\;$ $A$ ist isometrisch zu $B$ \onecolumn diff --git a/documents/GeoTopo/figures/topology-paths.tex b/documents/GeoTopo/figures/topology-paths.tex index 8554242..5c3ce87 100644 --- a/documents/GeoTopo/figures/topology-paths.tex +++ b/documents/GeoTopo/figures/topology-paths.tex @@ -4,5 +4,6 @@ \node (b)[point,label=0:$b$] at (3, 0) {}; \draw [rounded corners,->, thick, red] (a) .. controls (0.5,2) .. (2,1) .. controls (2,0.5) .. (a); \draw [rounded corners,->, thick, blue] (a) .. controls (1,-1) .. (2,-0.5) .. controls (2.2,-1) .. (b); - \node at (1,1.2) [red] {$\gamma$}; + \node at (1,1.2) [red] {$\gamma$}; + \node at (2.25,-0.6) [blue] {$\delta$}; \end{tikzpicture} diff --git a/tikz/topology-paths/topology-paths.tex b/tikz/topology-paths/topology-paths.tex index 94548af..9276c01 100644 --- a/tikz/topology-paths/topology-paths.tex +++ b/tikz/topology-paths/topology-paths.tex @@ -10,6 +10,7 @@ \node (b)[point,label=0:$b$] at (3, 0) {}; \draw [rounded corners,->, thick, red] (a) .. controls (0.5,2) .. (2,1) .. controls (2,0.5) .. (a); \draw [rounded corners,->, thick, blue] (a) .. controls (1,-1) .. (2,-0.5) .. controls (2.2,-1) .. (b); - \node at (1,1.2) [red] {$\gamma$}; + \node at (1,1.2) [red] {$\gamma$}; + \node at (2.25,-0.6) [blue] {$\delta$}; \end{tikzpicture} \end{document}